説明

車体部材のヘミング接合方法および車体部材の接合構造

【課題】ヘミング接合部に大きな歪み応力の付加されてもパネル材と接着剤間の接着接合の破壊を生じることがない車体部材のヘミング接合方法を提供する。
【解決手段】異種材料の組合せからなるアウタパネル1とインナパネル2をヘミング接合して車体部材を構成する方法において、アウタパネル1とインナパネル2の相対向する部位の少なくとも一方に接着剤3を塗布する接着剤塗布工程と、アウタパネル1とインナパネル2の端縁部との間に接着剤3を挟むようにアウタパネル1の端縁部1Aを折り返すヘミング加工工程を有し、前記接着剤3として、硬化したとき弾性をそなえた接着剤を使用することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車、産業用車両、その他の車両のドア等の車体部材を、異なる2種類の金属板からなるアウタパネルとインナパネルをヘミング接合して構成するための車体部材のヘミング接合方法、および該ヘミング接合方法により得られる車体部材の接合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
ドア、エンジンフード、トランクリッド等の車体部材を製造する場合、アウタパネルとその裏面側に配置するインナパネルとを組み合わせ、アウタパネルの端縁部をインナパネルの端縁部を挟み込むように折り返し(ヘミング加工)、その端縁部同士を接合(ヘミング接合)する方法が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
上記の方法において、ヘミング接合は、アウタパネルとインナパネルの端縁部間に塗布した熱硬化性樹脂接着剤(構造用接着剤)を、焼付塗装工程において、塗装焼付炉内で加熱して硬化させ、パネル同士を固定するもので、パネル同士を接着剤で組み合わせた後、接着剤が焼付硬化するまでの間に、アウタパネルとインナパネルがずれ動くことを防止するための仮止めが行われている。
【0004】
この場合の仮止めの方法は、折り返されたアウタパネルの端縁部側から摩擦攪拌接合することにより行われ、摩擦攪拌接合時の余熱によって前記熱硬化性樹脂接着剤を予備加熱して、アウタパネルとインナパネルを仮止めしているが、仮止め方法としては、この他に、接着剤に添加された球状体をヘミング加工時に食い込ませるものや(特許文献2参照)、スポット溶接、リベット接合、クリンチ接合等によるものが知られている。
【特許文献1】特開2007−185690号公報
【特許文献2】特開平10−258331号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記の剛性の高い構造用熱硬化性樹脂接着剤で固定するヘミング接合方法を、異種材料の組合せからなるアウタパネルとインナパネルの接合(例えば、アルミニウム材からなるアウタパネルと軟鋼からなるインナパネルの接合)に適用した場合、両パネルの線膨張係数の違いから接着剤を硬化させるときの入熱で部材の変形が生じるおそれがあるため、前記のパネル同士のズレ防止とは異なる目的で、摩擦攪拌接合によるより強固な仮止めを必要としている。
【0006】
また、完成車体が直射日光を受けてアウタパネルが加熱されると、アウタパネルとインナパネルの線膨張係数の違いから、ヘミング接合部に大きな歪み応力が付加されて接着接合の破壊を招き、接着剤のシール機能の低下、両パネルの腐食が誘発されることも少なくない。
【0007】
本発明は、上記の問題を解消するために、とくに適用する接着剤について試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、ヘミング接合部に大きな歪み応力が付加されてもパネル材と接着剤間の接着接合の破壊を生じることがなく、改善された防水性を得ることも可能とする車体部材のヘミング接合方法、および該接合方法により得られる車体部材の接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための請求項1による車両部材のヘミング接合方法は、異種材料の組合せからなるアウタパネルとインナパネルをヘミング接合して車体部材を構成する方法において、アウタパネルとインナパネルの相対向する部位の少なくとも一方に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、アウタパネルとインナパネルの端縁部との間に接着剤を挟むようにアウタパネルの端縁部を折り返すヘミング加工工程を有し、前記接着剤として、硬化したとき弾性をそなえた接着剤(以下、弾性接着剤という)を使用することを特徴とする。
【0009】
請求項2による車体部材のヘミング接合方法は、請求項1において、前記接着剤が、シリコーン樹脂接着剤またはシリコーン変性合成樹脂接着剤であることを特徴とする。
【0010】
請求項3による車体部材のヘミング接合方法は、請求項1または2において、前記ヘミング加工工程の後に、アウタパネルとインナパネルとを仮止めすることを特徴とする。
【0011】
請求項4による車体部材の接合構造は、請求項1〜3のいずれかに記載の車体部材のヘミング接合方法により得られる車体部材の接合構造であって、アウタパネルの端縁部とインナパネルの端縁部との間に接着剤を挟むようアウタパネルの端縁部がインナパネルの端縁部を包むように折り返されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ヘミング接合部に大きな歪み応力の付加されても、歪み応力の多くは弾性接着剤が弾性的に変形することにより吸収されるから、パネル材と接着剤間の接着接合の破壊を生じることがない。また、弾性接着剤としてシリコーン樹脂接着剤を用いた場合には、改善された防水性を得ることもできるから、従来の構造用熱硬化性樹脂接着剤を用いた場合に実施されている防錆ワックスの塗布による防水を省略することができ、コスト低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明は、異種材料の組合せからなるアウタパネルとインナパネルをヘミング接合して車体部材を構成する方法であり、アウタパネルとインナパネルの相対向する部位の少なくとも一方に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、アウタパネルとインナパネルの端縁部との間に接着剤を挟むようにアウタパネルの端縁部を折り返すヘミング加工工程を有する公知の方法において、前記接着剤として、弾性接着剤を使用することを特徴とする。
【0014】
弾性接着剤としては、シリコーン樹脂接着剤、シリコーン変性合成樹脂接着剤、例えばシリコーン変性エポキシ樹脂接着剤が好適に使用される。
【0015】
シリコーン樹脂接着剤としては、とくに、下記(A)〜(E)成分を混合したオルガノポリシロキサン組成物からなる接着剤が好ましい。
(A)25℃における動粘度が25〜1,000,000cStで、1分子当り少なくとも2つのビニル基を有するトリオルガノシロキシ末端封鎖ポリオルガノシロキサン、例えば、25℃における動粘度が25〜1,000,000cStの両末端トリビニルシロキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン。
(B)R13 SiO 0.5単位及び SiO2単位からなり、3SiO 0.5単位とSiO2単位との比が、0.25〜0.9:1(単位式中、R1 は置換又は非置換の一価の炭化水素基を示す。)の樹脂コポリマー、例えば、ジメチルビニルシロキシ基およびトリメチルシロキシ基とSiO2から構成される樹脂コポリマー。
【0016】
(C)次の一般式、R2a (H) b SiO [4-(a+b)]/2 (式中、R2 は置換又は非置換の一価の炭化水素基を示し、aは0〜3から選ばれる正数、bは0.1〜3から選ばれる正数、a+bは1〜3から選ばれる正数を示す)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、例えば、平均構造式(CH33SiO(SiH(CH3)O)
Si(CH33で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン。
(D)1分子中に、少なくとも1個のアルコキシ基および/またはエポキシ基を有し、かつ1分子中に少なくとも1個のケイ素原子に結合した水素原子を有するシランまたはオルガノポリシロキサン、例えば、(CH3O)SiH。
(E)触媒量の白金族化合物、例えば、塩化白金酸6水塩の2−エチルヘキサノール溶液。
【0017】
(A)成分100重量部に対して、(B)成分を25〜150重量部、(C)成分を0.1〜40重量部、(D)を成分0.1〜10重量部配合するのが好ましく、また、上記の組成物には、必要に応じて白金触媒抑制剤を添加するのが好ましい。この他、無機質充填剤、耐熱剤、難燃剤、顔料などを添加することもできる。
【0018】
シリコーン変性エポキシ樹脂接着剤としては、とくに、下記(A)〜(D)成分からなるエポキシ樹脂接着剤組成物が好適に使用される。
(A)多価フェノールのポリグリシジルエーテル、例えば、ビスフェノールF型エポキシ樹脂。
(B)多価フェノールのアルキレンオキシド付加物のポリグリシジルエーテル、例えば、ビスフェノールAのPO付加物のジグリシジルエーテル。
【0019】
(C)液状樹脂で、−130〜−40℃のガラス転移点を有し、且つエポキシ基および/またはアミノ基と反応する、ケイ素原子に直結しない非加水分解性官能基を有するもの、例えば、エポキシ/ポリエーテル変性オルガノポリシロキサン。
(D)ポリアミン、例えば、ポリアミドアミン。
【0020】
(A)成分5〜50%、(B)成分5〜50%、(C)成分1〜30%、(D)成分3〜50%の割合で配合するのが好ましく、組成物には、さらに、硬化物の機械的強度などを向上させるために、マイカなどの薄片状無機充填剤、硬化物と被着体との界面接着性を良好にするために、浸透剤などを添加することができる。
【0021】
本発明による車体部材のヘミング接合方法を自動車のドアの接合を例として図面により説明すると、ドアを構成する材料として、車外側に面するアルミニウム材(アルミニウム合金材を含む)からなるアウタパネル1と、その裏側(車室側)に位置する軟鋼材からなるインナパネル2を準備し、アウタパネル1とインナパネル2の相対向する部位の少なくとも一方、例えば、インナパネル2の端縁部2Aに相対向するアウタパネル1の端縁部1A内側に前記の弾性接着剤3を塗布する(接着剤塗布工程)。
【0022】
つぎに、図2に示すように、アウタパネル1の端縁部1Aをインナパネル2側に折り返す。すなわち、アウタパネル1とインナパネル2の間に塗布した弾性接着剤3を挟むようにして、アウタパネル1の端縁部1Aを折り返す。(ヘミング加工工程)これにより、アウタパネル1の端縁部1Aとインナパネル2の端縁部2Aとの間に弾性接着剤3を挟むようアウタパネル1の端縁部1Aがインナパネル2の端縁部2Aを包むように折り返されてなる車体部材の接合構造(ドアD)が形成される。
【0023】
ヘミング加工工程により接合されたドアDは、自動車の車体に組付けられ、車体のまま脱脂、水洗、化成処理、水洗、電着塗装、水洗、焼付け、中塗り塗装、焼付け、上塗り塗装、焼付けの各工程に送られ、ドアDは、塗装、焼付けされ、その際、塗布された弾性接着剤3も焼付け硬化し、アウタパネル1とインナパネル2が確実に接合される。
【0024】
なお、アウタパネルとインナパネルとを弾性接着剤により組み合わせた後、弾性接着剤を焼付け硬化させるまでの間に、アウタパネルとインナパネルがずれ動くことを防止するために、アウタパネルとインナパネルを仮止めする工程を行うこともできる。仮付け手段としては、スポット溶接による方法、摩擦攪拌接合による方法など、公知の方法を適用することができる。
【0025】
従来の剛性の高い構造用接着剤を用いた場合には、加熱された場合、アウタパネルとインナパネルの線膨張係数の違いから、ヘミング接合部に大きな歪み応力が付加されて接着接合の破壊を招き易かったが、本発明による弾性接着剤により固定した場合には、ヘミング接合部に付加される歪み応力の多くは、接着剤が弾性変形することにより吸収され、パネルと接着剤間の接着接合の破壊を防ぐことが可能となる。
【0026】
以上、本発明による自動車ドアの接合について説明したが、本発明の車体部材のヘミング接合方法は、ドアの他、例えば、エンジンフード、トランクリッドなどの車体部材の接合にも適用することができる。また、アウタパネルとインナパネルの材質は、アルミニウム材、鉄材に限定することなく、種々の金属材料を組み合わせることができる。
【0027】
以下、本発明の実施例について説明ずる。なお、この実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【0028】
実施例1
25℃における動粘度が約100,000cStの両末端トリビニルシロキシ基封鎖のジメチルポリシロキサン(成分)を100重量部、ジメチルビニルシロキシ基およびトリメチルシロキシ基とSiO2から構成される樹脂コポリマー(単官能性単位の比は0.8:1)(成分)を70重量部、平均構造式(CH33SiO(SiH(CH3)O)Si(CH33で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン(成分)を4.8重量部、(CH3O)SiHを2.0重量部、塩化白金酸6水塩の2−エチルヘキサノール溶液を0.3重量部、白金触媒抑制剤として、1−エチニルシクロへキサン−1オールを0.5重量部からなる組成物(シリコーン樹脂接着剤)を調製した。
【0029】
調製された上記シリコーン樹脂接着剤を、以下に示すように、ヘミング接合部に適用して試験材を作製し、耐久試験を行った。
【0030】
試験材の作製:インナパネル2として冷間圧延鋼板(SPC 板厚0.8mm)、アウタパネル1としてアルミニウム合金板(A6061−T4、板厚1mm)を使用し、図1に示すように前記シリコーン樹脂接着剤を塗布し、図2に示すようにヘミング加工(長さ方向の両端部をヘミング加工し、ヘミング加工部の折り曲げ長さは5mmとする:図3参照)し、ヘミング加工後、常法に従って脱脂、水洗、化成処理(リン酸亜鉛処理)、水洗、電着塗装、水洗、焼付け処理(170℃で20分)を行って、図3に示すように、長さ700mm、幅100mmの試験材を作製した。
【0031】
耐久試験:作製された試験材について、(1)80℃−95%RHで8h、(2)−40℃で8h、(3)塩水噴霧試験8hを1サイクルとするサイクル試験を100サイクル(24h(1日)を1サイクルとする)実施した。
【0032】
サイクル試験後、接着剤とアルミニウム合金板および冷間圧延鋼板との間の接着状況を確認したところ、接着剤と両金属板とは剥離することなく接着状態を保持しており、無理に剥離したところ、接着剤中で破壊(接着剤の凝集破壊)した。なお、アウタパネルとインナパネルを前記接着剤で組み合わせてから、塗装、加熱硬化させるまでの間におけるアウタパネルとインナパネルのズレは認められなかった。
【0033】
比較例1
接着剤として、サンスター技研株式会社のエポキシ樹脂系接着剤(構造用熱硬化性樹脂接着剤)、ペンギンセメント#1086Hを適用した以外は、実施例1と同様にして試験材を作製し、実施例1と同じ耐久試験を実施して、サイクル試験後における接着剤とアルミニウム合金板および冷間圧延鋼板との間の接着状況を確認したところ、接着剤と両金属板とは界面剥離しているのが認められた。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明による車両部材のヘミング接合方法の接着剤塗布工程を示す一部断面図である。
【図2】本発明による車両部材のヘミング接合方法のヘミング加工工程を示す一部断面図である。
【図3】実施例で用いられた試験材の一部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【0035】
1 アウタパネル
2 インナパネル
1A アウタパネルの端縁部
2A インナパネルの端縁部
3 弾性接着剤
D ドア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
異種材料の組合せからなるアウタパネルとインナパネルをヘミング接合して車体部材を構成する方法において、アウタパネルとインナパネルの相対向する部位の少なくとも一方に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、アウタパネルとインナパネルの端縁部との間に接着剤を挟むようにアウタパネルの端縁部を折り返すヘミング加工工程を有し、前記接着剤として、硬化したとき弾性を有する接着剤を使用することを特徴とする車体部材のヘミング接合方法。
【請求項2】
前記接着剤が、シリコーン樹脂接着剤またはシリコーン変性合成樹脂接着剤であることを特徴とする請求項1記載の車体部材のヘミング接合方法。
【請求項3】
前記ヘミング加工工程の後に、アウタパネルとインナパネルとを仮止めすることを特徴とする請求項1または2記載の車体部材のヘミング接合方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の車体部材のヘミング接合方法により得られる車体部材の接合構造であって、アウタパネルの端縁部とインナパネルの端縁部との間に接着剤を挟むようアウタパネルの端縁部がインナパネルの端縁部を包むように折り返されてなることを特徴とする車体部材の接合構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−178750(P2009−178750A)
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−20602(P2008−20602)
【出願日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願人】(000002277)住友軽金属工業株式会社 (552)
【Fターム(参考)】